（江苏专用）高考化学三轮冲刺 非选择题规范练三（含解析）-人教版高三全册化学试题

非选择题规范练三16．氧化锂(Li2O)是锂电池工业的重要原料。以粗碳酸锂为原料制备氧化锂的一种工艺流程如下：注：常温下，碳酸锂微溶于水，氢氧化锂可溶于水。(1)反应Ⅰ中通入CO2需加压的原因是__________________________________________。(2)①反应Ⅱ生成LiOH的化学方程式为_________________________________________。②石灰乳的固液比[Ca(OH)2的质量与H2O的体积之比]对LiOH产率和滤液中LiOH浓度的影响如图所示。实际生产中选择的固液比为25g·L－1，若固液比过低对后续操作的不利影响是________________________________________________________________________。(3)浓缩、结晶所得的LiOH·H2O通过灼烧得到Li2O。①LiOH·H2O中常含有少量的Li2CO3，但该物质对所制Li2O的纯度无影响，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②将LiOH·H2O置于不同坩埚内，在空气中充分灼烧，反应后固体产物的XRD图谱如图所示(XRD图谱可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。欲制得高纯氧化锂最适宜的坩埚是________________。铁坩埚中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。答案(1)促进Li2CO3的转化，加快Li2CO3反应的速率(2)①LiHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3＋LiOH＋H2O②所得滤液LiOH浓度太低，不利于后期的浓缩结晶(3)①Li2CO3高温分解生成Li2O②锂化刚玉坩埚20LiOH·H2O＋4Fe＋3O2eq\o(=,\s\up7(灼烧))4Li5FeO4＋30H2O解析(1)反应Ⅰ中碳酸锂悬浊液与二氧化碳反应生成LiHCO3，通入CO2时，加压可以促进Li2CO3的转化，加快Li2CO3反应的速率。(2)②根据石灰乳的固液比[Ca(OH)2的质量与H2O的体积之比]对LiOH产率和滤液中LiOH浓度的影响可知，实际生产中选择固液比为25g·L－1，若固液比过低，所得滤液LiOH浓度太低，不利于后期的浓缩结晶。(3)②将LiOH·H2O置于不同坩埚内，在空气中充分灼烧，根据反应后固体产物的XRD图谱可知，欲制得高纯氧化锂最适宜的坩埚是锂化刚玉坩埚，在铁坩埚中LiOH·H2O受热反应得到Li5FeO4，反应的方程式为20LiOH·H2O＋4Fe＋3O2eq\o(=,\s\up7(灼烧))4Li5FeO4＋30H2O。17．维拉佐酮是临床上广泛使用的抗抑郁药，其关键中间体的合成路线如下：(1)D中的含氧官能团名称为______________________(任写两种)。(2)B→C的反应类型为__________________________________________。(3)化合物E的结构简式为________________________________________。(4)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式：__________。①能发生银镜反应；②能发生水解反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应；③分子中有3种不同化学环境的氢。(5)已知：RBreq\o(→,\s\up7(NaCN))RCNeq\o(→,\s\up7(H＋))RCOOH。请以甲苯和乙醇为原料制备，写出相应的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。答案(1)硝基、酯基、醚键(任写两种即可)(2)取代反应(3)(4)(5)eq\o(→,\s\up7(Br2),\s\do5(光照))eq\o(→,\s\up7(NaCN))eq\o(→,\s\up7(H＋))eq\o(→,\s\up7(C2H5OH),\s\do5(催化剂，△))eq\o(→,\s\up7(NH3),\s\do5(CH3OH))解析(4)满足下列条件的B的一种同分异构体，由①能发生银镜反应和②能发生水解反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应知分子结构中含有与苯环直接相连的甲酸酯基；③分子中有3种不同化学环境的氢，则硝基位于甲酸酯基的对位，则其结构简式为。(5)甲苯在光照条件下与溴蒸气发生取代反应生成C6H5CH2Br，C6H5CH2Br与NaCN反应生成C6H5CH2CN，C6H5CH2CN在酸性条件下发生水解反应生成C6H5CH2COOH，C6H5CH2COOH与C2H5OH在浓H2SO4加热条件下生成C6H5CH2COOC2H5，结合流程信息知C6H5CH2COOC2H5与NH3、CH3OH反应生成。18．K3[Fe(C2O4)3](三草酸合铁酸钾)可用于摄影和蓝色印刷。工业上以H2C2O4(草酸)、FeC2O4(草酸亚铁)、K2C2O4(草酸钾)、双氧水等为原料制备K3[Fe(C2O4)3]的反应原理如下：氧化：6FeC2O4＋3H2O2＋6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]＋2Fe(OH)3转化：2Fe(OH)3＋3K2C2O4＋3H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]＋6H2O(1)制备1mol三草酸合铁酸钾至少需要H2O2的物质的量为________。(2)制备过程中需防止草酸被H2O2氧化，写出草酸被H2O2氧化的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)[K3Fe(C2O4)3·xH2O](三草酸合铁酸钾晶体)是一种光敏材料，为测定该晶体中草酸根的含量和结晶水的含量，某实验小组进行了如下实验：①称量9.820g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250mL溶液。②取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，滴加KMnO4溶液至C2Oeq\o\al(2－,4)全部转化成CO2时，恰好消耗24.00mL0.1000mol·L－1KMnO4溶液。计算该晶体的化学式，并写出计算过程。答案(1)0.5mol(2)H2C2O4＋H2O2=2CO2↑＋2H2O(3)消耗KMnO4的物质的量为0.1000mol·L－1×0.024L＝0.0024mol，依据化学方程式：5C2Oeq\o\al(2－,4)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑，可知：n(C2Oeq\o\al(2－,4))＝(0.0024mol÷2)×5＝0.006mol。250mL原溶液中C2Oeq\o\al(2－,4)的物质的量为0.006mol×10＝0.06mol，则n(K3[Fe(C2O4)3])＝0.06mol×eq\f(1,3)＝0.02mol。9．820g三草酸合铁酸钾晶体中结晶水的质量为9.820g－437g·mol－1×0.02mol＝1.08g，则n(H2O)＝eq\f(1.08g,18g·mol－1)＝0.06mol。综上所述，该晶体的化学式为K3Fe(C2O4)3·3H2O解析(1)根据反应：6FeC2O4＋3H2O2＋6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]＋2Fe(OH)3和2Fe(OH)3＋3K2C2O4＋3H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]＋6H2O得关系式：3H2O2～6K3[Fe(C2O4)3]，则制备1mol三草酸合铁酸钾至少需要H2O2的物质的量为0.5mol。19．红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)广泛用作强氧化剂、鞣革剂。以铬矿石(主要成分为Cr2O3，还含有FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取红矾钠的流程如下：已知：①CrOeq\o\al(2－,4)与Cr2Oeq\o\al(2－,7)存在如下平衡：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，当pH<3时，以Cr2Oeq\o\al(2－,7)为主，当pH>9时，以CrOeq\o\al(2－,4)为主。②钠盐在不同温度下的溶解度(g)：温度/℃1020304050607080Na2SO49.019.440.848.846.745.344.143.7Na2Cr2O7170.2180.1196.7220.5248.4283.1323.8385.4注：32.38℃以上，与饱和溶液平衡的固相为无水Na2SO4，以下则为Na2SO4·10H2O。③Cr3＋完全沉淀时pH为6.8，Cr(OH)3开始溶解时pH为12。请回答下列问题：(1)煅烧铬矿石时，生成Na2CrO4的化学方程式为______________________。(2)滤渣Ⅱ的成分是____________________________________________(填化学式)。(3)有人认为工艺流程中“用稀硫酸调pH”改为“通入过量CO2”，不需调节pH同样可以达到实验效果，理由是________________________________________________。(4)向红矾钠溶液中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填字母)得到的K2Cr2O7固体产品最多。A．80℃B．60℃C．40℃D．10℃(5)该工艺所得副产品主要为无水硫酸钠并混有少量重铬酸钠，请设计从副产品中获得芒硝(Na2SO4·10H2O)的实验方案：将该副产品按固液质量比100∶230溶于热水，加入稍过量的Na2SO3溶液，搅拌，______________________________________________________，过滤，洗涤，低温干燥。(实验中须使用的试剂：稀H2SO4、NaOH溶液)。答案(1)2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O2eq\o(=,\s\up7(煅烧))4Na2CrO4＋4CO2(2)H2SiO3、Al(OH)3(3)过量的CO2不会使Al(OH)3溶解，生成的NaHCO3在后续步骤中加入稀硫酸可以除去(4)D(5)缓缓加入稀H2SO4，静置，冷却自然结晶，过滤，将晶体用热水溶解，加入适量NaOH溶液至溶液pH约为6.8～12，趁热过滤，将滤液冷却自然结晶解析(2)滤液Ⅰ中加入稀硫酸调节pH可生成H2SiO3和Al(OH)3沉淀，因此滤渣Ⅱ的成分是H2SiO3、Al(OH)3。(3)通入过量CO2，可以生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀，过量的CO2不会溶解Al(OH)3，生成的NaHCO3加入稀硫酸可以除去。(4)向红矾钠溶液中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体，由溶解度图示可知，冷却到10℃时得到的K2Cr2O7固体最多。(5)要从副产品中获得芒硝，可以设计如下的实验方案：将该副产品按固液质量比100∶230溶于热水，加入稍过量的Na2SO3溶液，搅拌，向所得的溶液中加入稀硫酸，然后静置，让溶液冷却自然结晶。对静置后的溶液进行过滤，将得到的晶体溶于热水中，然后加入适量的NaOH溶液调节pH约为6.8～12，趁热过滤，将得到的滤液冷却自然结晶，得到芒硝。20．碘及其化合物在生活中应用广泛。含有碘离子的溶液需回收处理。(1)“硫碘循环”法是分解水制备氢气的研究热点，涉及下列两个反应：反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(aq)＋2H2O(l)=2HI(aq)＋H2SO4(aq)ΔH1反应Ⅱ：HI(aq)=eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(aq)ΔH2①反应：SO2(g)＋2H2O(l)=H2SO4(aq)＋H2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2表示)。②反应Ⅰ发生时，溶液中存在如下平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)，其反应速率极快且平衡常数大。现将1molSO2缓缓通入含1molI2的水溶液中至恰好完全反应。溶液中Ieq\o\al(－,3)的物质的量[n(Ieq\o\al(－,3))]随反应时间(t)的变化曲线如图1所示。开始阶段，n(Ieq\o\al(－,3))逐渐增大的原因是________________________________________________________________________。(2)用海带提取碘时，需用氯气将碘离子氧化成单质。酸性条件下，若氯气过量就能将碘单质进一步氧化成碘酸根离子，写出氯气与碘单质反应的离子方程式：________________________________________________________________________。(3)科研小组用新型材料Ag/TiO2对溶液中碘离子进行吸附研究。如图2是不同pH条件下，碘离子吸附效果的变化曲线。据此推断Ag/TiO2材料最适合吸附________(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液中的I－。(4)氯化银复合吸附剂也可有效吸附碘离子。氯化银复合吸附剂对碘离子的吸附反应为I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq)，反应达到平衡后溶液中c(I－)＝______________[用c(Cl－)、Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)表示]。该方法去除碘离子的原理是___________________________。答案(1)①ΔH1＋2ΔH2②开始阶段，SO2和I2反应生成的I－的浓度不断增大，I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的反应平衡向右移动，n(Ieq\o\al(－,3))不断增加(2)5Cl2＋I2＋6H2O=2IOeq\o\al(－,3)＋10Cl－＋12H＋(3)中性(4)eq\f(cCl－·KspAgI,KspAgCl)AgI的溶度积比AgCl的溶度积小解析(1)①已知：反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(aq)＋2H2O(l)=2HI(aq)＋H2SO4(aq)ΔH1；反应Ⅱ：HI(aq)=eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(aq)ΔH2，根据盖斯定律：Ⅰ＋Ⅱ×2得反应：SO2(g)＋2H2O(l)=H2SO4(aq)＋H2(g)ΔH＝ΔH1＋2ΔH2；②n(Ieq\o\al(－,3))逐渐增大的原因是开始阶段，SO2和I2反应生成的I－的浓度不断增大，I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的反应平衡向右移动，n(Ieq\o\al(－,3))不断增加。(4)反应：I－(aq)＋AgCl(s)AgI(s)＋Cl－(aq)的平衡常数表达式为K＝eq\f(cCl－,cI－)＝eq\f(cCl－·cAg＋,cI－·cAg＋)＝eq\f(KspAgCl,KspAgI)，c(I－)＝eq\f(cCl－·KspAgI,KspAgCl)。该方法去除碘离子的原理是AgI的溶度积比AgCl的溶度积小，沉淀易向更难溶的方向转化。21．【物质结构与性质】已知：将过量的氨水加到硫酸铜溶液中，溶液最终变成深蓝色，继续加入乙醇，析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)可得到如图1所示配合物A。(1)Cu2＋基态核外电子排布式为__________________________________________________。(2)N、O、S第一电离能由大到小的顺序为__________。(3)写出一种与NH3分子互为等电子体的阳离子：_________________________________。(4)配合物A中碳原子的轨道杂化类型为__________。(5)1mol氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)含有σ键的数目为__________。(6)某含有结晶水的铜的氯化物的晶胞结构如图2所示，该金属氯化物的化学式是______________。(Cl－的位置：4个在晶面上，2个在晶胞内)答案(1)[Ar]3d9(或1s22s22p63s23p63d9)(2)N>O>S(3)H3O＋(4)sp3、sp2(5)8NA(或8×6.02×1023个)(6)CuCl2·2H2O解析(3)与NH3互为等电子体的有CHeq\o\al(－,3)、H3O＋等，阳离子为H3O＋。(5)两个成键原子间有且只有1个σ键，单键均为σ键，双键、三键中有1个σ键，根据氨基乙酸钠的结构式确定1mol氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)含有σ键的数目为8NA或8×6.02×1023个。(6)根据晶胞结构利用切割法分析。晶胞中Cu2＋的个数为8×eq\f(1,8)＋2×eq\f(1,2)＝2，Cl－的个数为4×eq\f(1,2)＋2＝4，H2O的个数为8×eq\f(1,4)＋4×eq\f(1,2)＝4，故三种微粒的数目比为：2∶4∶4＝1∶2∶2，该化合物的化学式为CuCl2·2H2O。22．【实验化学】实验室以苯甲酸和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯(相关物质的沸点如下表)。其实验步骤如下：物质苯甲酸乙醇环己烷浓硫酸苯甲酸乙酯沸点/℃2497